CN104047802B - 风力发电机限速稳速限流发电的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，通过处理器对风机输出线路进行电流检测和转速检测；当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量；当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量，控制风机进一步失速运行，从而减少了风机输入平均电流；当处理器检测到输入电流持续过流，则处理器立即发出指令，释放刹车动作，让风机自由运行，从而使输入电流开始由卸荷电流转换为充电电流，处理器对风机刹车或卸荷状态进行间隔性控制，从而保持风机不过流、过速运行。提高了风能利用率，并避免了风力发电机容易烧毁。

Description

风力发电机限速稳速限流发电的控制方法

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体地，涉及一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法。

背景技术

目前，新能源（风力发电，太阳能发电）的应用进入了一个实用的阶段，相对应的电子控制装置（如，风光互补控制器，风机控制器等）起到举足轻重的作用。尤其是对风力发电机的控制。由于风的不确定性，造就风机安全高效发电的控制器有很多挑战性问题，特别是抗台风处理。如果对风力发电机不进行转速限制，则会发生风机发电机叶片折断或者发电效率低下等问题。

市面上配置有转速控制的风力发电或风光互补控制器比较少，一般情况下，这类控制器的转速控制方法如下：

如图1所示，当风力发电机运转到一个设定的转速后，如果持续一段时间（几秒到几十秒不等），转速都超过设定的转速时候，通过卸荷手段直接把风机发电机输出线短路，强迫风力发电机失速运行，直到停止或很低的转速转动，然后维持一段时间这种状态后，释放风机，重新发电。这时风机发电不再发电。带来的后果是：一方面风资源很好，但是风力发电机停止发电，造成大风时候风利用率接近为0。造成风资源浪费；另一方面由于风机卸荷刹车后，如果风能量过大，造成风机无法维持在很低转速运行，卸荷刹车电流会变得很大，超过风机发电机允许的电流后会造成发电机过热烧毁。这类控制方法在风不大时候是有效的，如果遇上强风，台风，则只会损坏昂贵的风力发电机的严重后果。总的来说现有技术存在控制方式盲目，风能利用率低，容易烧毁风力发电机的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，以实现避免控制方式盲目，风能利用率低，容易烧毁风力发电机的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，通过处理器对风机输出线路进行电流检测和转速检测；

其控制方法如下：

当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量；

当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量，控制风机进一步失速运行，从而减少了风机输入平均电流；

当处理器检测到输入电流持续过流，则处理器立即发出指令，释放刹车动作，让风机自由运行，从而使输入电流开始由卸荷电流转换为充电电流，处理器对风机刹车或卸荷状态进行间隔性控制，从而保持风机不过流、过速运行。

根据本发明的优选实施例，上述当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量具体为：当转速升高时，加大卸荷量，使风机部分进入弱失速运行状态，当转速下降后，减少卸荷量，让风机从失速状态转入微失速运行，甚至完全运行状态。

根据本发明的优选实施例，上述当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量中，处理器对卸荷部件的控制，优先以电流控制为目的，转速控制为辅的方式。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过加入处理器对风机输入的电流检测，使风机可以维持恒速运转，让风力发电机不再过转速损坏，并且保持大风时候继续发电。风机不再过电流运行，让风机更安全工作，并在大风时持续发电，从而提高了风能利用率，并避免了风力发电机容易烧毁。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有的风力发电机限速稳速限流发电的控制结构示意图；

图2为本发明实施例所述的风力发电机限速稳速限流发电的控制结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，通过处理器对风机输出线路进行电流检测和转速检测；

其控制方法如下：

当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量；

当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量，控制风机进一步失速运行，从而减少了风机输入平均电流；

当处理器检测到输入电流持续过流，则处理器立即发出指令，释放刹车动作，让风机自由运行，从而使输入电流开始由卸荷电流转换为充电电流，处理器对风机刹车或卸荷状态进行间隔性控制，从而保持风机不过流、过速运行。

当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量具体为：当转速升高时，加大卸荷量，使风机部分进入弱失速运行状态，当转速下降后，减少卸荷量，让风机从失速状态转入微失速运行，甚至完全运行状态。

当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量中，处理器对卸荷部件的控制，优先以电流控制为目的，转速控制为辅的方式。

处理器实时采集风机发电机转速信息，输入电流信息，当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量：当转速升高时候，加大卸荷量，使风机部分进入弱失速运行状态，当转速下降后，减少卸荷量，让风机从失速状态转入微失速运行，甚至完全运行状态，目的是：维持风机转速在设置的转速下恒速运行。如果风机继续减少，则不再卸荷，维持风机自由运行。从而造成风机在大风时候，一部分能量通过卸荷释放，一部分继续对蓄电池充电，在满足风机安全的情况下最大限度的维持在发电状态。工作状态为：大风时候恒速发电，风不大时候，自由运行状态发电。大大提高风能利用率。

在任何时候，由于会实时监测风机输入电流，不管在恒速运行阶段还是自由运行阶段，一旦检测到输入平均电流超过设定的电流并持续一段时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量，优先以电流控制为目的，转速控制为辅的方式，强迫风机进一步失速运行，从而减少了风机输入平均电流。把电流控制在风机额定电流的80%下恒流运行。结果是：风机不过流运行，不过转速运行，并且维持发电状态。进入此阶段的工作状态表明了风能量已经超过风力发电机额定风速10%以上了。

如果风能量继续加强（如台风)，即使风机完全处理刹车状态下，风机也继续快速转动，已经不能稳定电流了，此时会检测输入电流，如果输入电流持续过流，则处理器立即发出指令，释放刹车动作，让风机自由运行，在几秒内，风机转速开始加快，输入电流开始由卸荷电流转换为充电电流，这个转换过程，对于电流来说，是一个上升的过程，电流会慢慢的进入过流状态，这个时候从新开始执行上面限流限转速的过程。控制器对风机刹车或卸荷状态变成点动作，间隔性的处理，从而尽可能的保持风机不过流，过转速运行。相对的，风机变得更安全了。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，其特征在于，通过处理器对风机输出线路进行电流检测和转速检测；

其控制方法如下：

当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量；

当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量，控制风机进一步失速运行，从而减少了风机输入平均电流；

当处理器检测到输入电流持续过流，则处理器立即发出指令，释放刹车动作，让风机自由运行，从而使输入电流开始由卸荷电流转换为充电电流，处理器对风机刹车或卸荷状态进行间隔性控制，从而保持风机不过流、过速运行。

2.根据权利要求1所述的风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，其特征在于，上述当处理器检测到风机发电机转速达到设定的转速时候，处理器启动卸荷部件工作，通过PWM脉冲调制控制卸荷量具体为：当转速升高时，加大卸荷量，使风机部分进入弱失速运行状态，当转速下降后，减少卸荷量，让风机从失速状态转入微失速运行，甚至完全运行状态。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机限速稳速限流发电的控制方法，其特征在于，上述当处理器检测到输入平均电流超过设定的电流并持续设定时间后，处理器通过PWM脉冲调制控制卸荷量中，处理器对卸荷部件的控制，优先以电流控制为目的，转速控制为辅的方式。